[其他]硫酸與氟石在旋轉爐內反應生產氫氟酸的方法

無效

• 申請號: 85104494
• 申請日: 1985-06-12
• 公開（公告）號: CN85104494A
• 公開（公告）日: 1986-12-10
• 發明（設計）人: 拉羅氏;梯耶利;維羅特
• 申請（專利權）人: 阿托化學公司
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李雒英,巫肖南

本發明是關于利用硫酸與氟石在外加熱的旋轉爐內反應，生產氫氟酸的方法。

硫酸與氟石作用是吸熱反應。為了在好的條件下，以工業規模進行生產，就需要攪拌和提供熱量。當反應經過幾步連續的和/或同時的反應，轉化率達到70～80%時，會發現有腐蝕現象和結塊形成。

對于這種反應，所用的設備應能克服以上缺點。就是說，一方面，用防腐材料制造或涂敷防腐材料，另一方面，可裝配能防止或消除爐壁結塊的攪拌裝置。

轉化超過70～80%，至少是在超過80%時，反應不會出現更嚴重的腐蝕和結塊現象。

為了減少這些缺點，已經發展了幾種硫酸與氟石反應生產氫氟酸的方法。

第一種方法，使用旋轉爐，通過各階段反應進行完全反應。該類型爐也包括裝配有原料預混合器的爐子，甚至在原料予熱時，預混合器將轉化率限制在小于25～30%的反應混合物送入爐中，這是考慮到該類型設備停留時間很短。

這類設備必經的幾種反應過程是：

-或者利用刮板裝置以保證有結殼情況下的熱傳遞，也可用保護裝置來保護爐壁以防腐蝕。

-或者采用大型爐，大量的原料反應物可在其內混合，以減少腐蝕作用，避免結殼，促進熱傳遞。因為爐壁上可能出現結塊或產生腐蝕，為此需要對這類設備進行技術檢驗，但該檢驗技術是昂貴的，而且還要定期停車檢修。

在第二種方法中，全部反應仍在爐內完成，但是利用適當的裝置，將適量的已經反應的混合物或多或少地再由爐的端部返回爐內，以這種方法可以保證在爐的端部的氟石/硫酸混合物的轉化率等于80%，至少大于70%。

因此，這類設備運行就好象僅僅完成了部分轉化反應，從80%到97～99%。這是因為適當的物流又循環回爐內的緣故。

因為一旦轉化超過80%，反應動力學就會變得非常緩慢，而又要使反應混合物有適當的停留時間，采用大型爐必定是有效的。然而，由于原反應混合物是糊狀形式，可以導致結塊，這樣就不可避免地要阻礙反應的繼續進行。

在第三種方法中，利用預反應器與旋轉爐偶聯，可完成0到97～99%的反應。事先預熱的原料送入專門設計的設備中，該設備具有足夠大的體積，并裝有供熱裝置。這就有可能在預反應器出口處達到40～50%的轉化。然后，預反應器將稍微濕潤的粉狀反應物（被硫酸浸漬的）送入旋轉爐內。

由于將預反應器出口處的轉化率限制在70%以下，旋轉爐必定會產生第二次腐蝕和結塊現象。因此，利用帶有抗腐蝕涂料的刮板裝置，或者用有效的，能容納大量混合物的大型爐是必要的。

本發明大大減少了上述現有技術中的缺點，并提供了一種硫酸與氟石反應生產氫氟酸的方法，包括：

a）、將硫酸與氟石送入預反應或預混合裝置，以便在其出口處生產轉化為40～50%的粉狀產物;然后

b）、將所說的粉狀產物于20～120℃下送入工作溫度為80～350℃的旋轉爐內，生成氫氟酸和硫酸鈣，同時

c）、將反應產物返回到爐內，進入爐內的粉狀產物中，對于每摩爾氫化鈣就有3～3.5摩爾的硫酸鈣返回爐內。

現將本發明所用的各種裝置及其運轉詳述如下。

預反應器：

該設備是用抗氫氟酸和硫酸腐蝕的材料制成的，可使反應物完全混合，并保證連續工作狀態，因此促進了物料與熱的交換，這點對反應的進行是重量的。該設備通過加熱整個反應物接觸表面來輸入高熱量，而且也要使產品均勻向前移動，以防止回混現象。

送入這種設備的原料應預加熱到80～120℃，這樣才有可能在設備出口處，于80～100℃下產生轉化為40～50%的粉狀產物。反應后得到的氫氟酸大部分以氣體的形式排出。按照最佳實施方案，在預反應器內的平均停留時間為8～15分鐘。

預反應器內部溫度必須是充分的，并是可調節的，以確保設備出口處所要求的轉化率。

加熱和供熱方式必須與制造設備所用的材料相適應，因此氟石中的雜質與硫酸的放熱反應產生了一部分需要的熱源。一種供熱方式是，利用適宜的裝置送入適量比例的油和蒸汽，而且這種送入必須利用適宜的裝置以避免局部過濃，發生腐蝕。

由于硫酸與氟石反應的動力學取決于進行該反應的溫度范圍，因此，必須用已知方法按反應的溫度，設備自身的加熱和所得的交換系數來調節預反應器的容積。

為了更加適合反應物的預熱及完全混合反應物，要求預反應器的有效容積值為750升，這相當于每小時其生產1噸的氫氟酸來說。